煤巷掘進過斷層方法研究

■趙鎮源 田強 劉成亮

（山東能源棗礦集團新安煤業公司 山東濟寧 277642）

煤巷掘進過斷層方法研究

■趙鎮源 田強 劉成亮

（山東能源棗礦集團新安煤業公司 山東濟寧 277642）

煤礦企業的煤巷掘進生產是一項復雜的系統工程，目前，煤巷已經基本采用了綜合機械化掘進。但較長時間以來，綜掘工作面單產和效率水平較低，巷道掘進正在成為煤礦高效安全集約化生產的技術瓶頸。新安煤礦3306材料巷沿煤層掘進過程中，30m巷道范圍連續揭露多條斷層，其中超過2.5m的大斷層2條，由于斷層構造發育、落差大、斷層帶破碎，應力集中等，使得巷道掘進工作進展緩慢，嚴重影響了礦井的生產接替。通過不斷探索和論證，總結出一套高應力復雜地段煤巷快速過斷層技術方案，實踐表明該套技術方案保證了煤巷快速安全的穿越斷層，取得了顯著的經濟和社會效益。

煤巷掘進過斷層方法

1 導言

在煤巷掘進過程中，遇到斷層后如果決定不改變巷道施工方向繼續掘進，則應及時改變巷道施工坡度施工。過落差較小的斷層可以采用在施工迎頭變坡施工上下山，若斷層落差較大則可以采用后退臥底和后退挑頂兩種過斷層的方法。

2 過斷層的方法

2.1 上山施工法

沿掘進施工方向斷層造成煤層上移時，如果斷層落差較小，可以在施工迎頭直接改為上山施工，直至跟上煤層。

2.2 后退挑頂法

沿掘進施工方向斷層造成煤層上移時，采取后退挑頂法過斷層。待挑頂掘至斷層面時，巷道頂部將恰好達到斷層面下盤煤層頂板。繼續向前掘進時，錨桿支護正常應用于煤層頂板，從而使錨桿起到應有的支護作用，使斷層面附近頂板得以有效可靠的支護。

2.3 下山施工法

沿掘進施工方向斷層造成煤層下移時，如果斷層落差較小，可以在施工迎頭直接改為下山施工，直至跟上煤層。

2.4 后退臥底法

沿掘進施工方向，斷層造成煤層下移時，采取后退臥底法過斷層。待臥底掘至斷層面時，巷道頂部將恰好達到斷層面上盤煤層頂板。繼續向前掘進時，錨桿支護正常應用于煤層頂板，從而使錨桿起到應有的支護作用，使斷層面附近頂板得以有效可靠地支護。

3 斷層與巷道夾角對巷道圍巖的影響

斷層破碎帶圍巖壓力的分布與其產狀是密切相關的。在斷層破碎帶中，其充填物為松散、破碎或完整性差的碎塊巖體、泥巖或煤塊組成，可用松散巖體力學理論進行地壓計算，即:

式中:q-作用在巷道或硐室上的垂直地層壓力，本文作為斷層破碎帶產生的垂直地層壓力;γ-斷層破碎帶充填物容重;H-巷道或硐室淺埋時為埋深，深埋時為壓力拱高度。

實際上斷層與巷道夾角不同，對圍巖壓力分布影響很大。沿斷層面q可分解為:垂直壓力q1=γHcosα及平行壓力q2=γHsinα，其中α為斷層破碎帶與巷道的夾角。

4 過斷層的技術措施

4.1 前期準備中的技術措施

（1）根據前期技術資料，當施工巷道接近斷層時，地質科技術人員應及時向施工單位下達通知，將斷層的詳細資料交于施工單位，提升施工單位及時制定過斷層施工措施。

（2）根據巷道施工進度和斷層情況由單位技術人員與生產科制定出全面的切實可行的過斷層安全技術措施，并向施工單位所有施工人員傳達，落實現場嚴格執行。

（3）在與斷層預計揭露位置相距大約20m的地方，采用邊探邊掘的方法，根據斷層的產狀對斷層落差的實際情況進行初步判斷，把相關資料整理后交與生產科，便于對斷層實際落差準確判斷。

（4）若出現煤層或斷層厚度變化等異常，首先要做的就是鉆探作業，探瓦斯探水，對瓦斯和水賦予情況進行認真分析，并對掘進制定出專項措施。

（5）預測鉆孔傾角的施工必須符合巷道煤層傾角的要求，施工必須穿過巖層，進入另一盤煤層，對煤層的頂底板進行判斷，同時預測另一盤煤的瓦斯和水的情況。

（6）預測中，若有涌水的現象在鉆孔內出現，必須準確記錄鉆出水的深度，并在第一時間向有關部門和負責人匯報，便于有關部門制定相關措施。

（7）如果施工中出現噴孔、頂鉆等異常情況，要第一時間將情況通報給通風調度，通風工區應立即趕到現場確認，若情況屬實，則要立即停頭，采取其他具體措施保證安全。

4.2 施工期間的技術措施

（1）掘進工作面在斷層面內施工時，必須按邊探邊掘的措施嚴格進行。預測過程中，每次探測都必須達到工作面前方兩米以后的煤層。

（2）當斷層另一盤煤上升，如果斷層不足一半巷道高度的落差，應采用施工迎頭及時施工上山。

（3）當斷層另一盤煤上升時，若斷層具有超過一半巷道高度的落差，則應根據煤層傾角和煤層厚度情況，及時后退掘進機挑頂上山施工。

（4）當斷層另一盤下降時，如果斷層不足一半巷道高度的落差，應采用施工迎頭及時施工下山。

（5）當正斷層另一盤煤下降，若斷層具有超過一倍巷道高度的落差，則應根據煤層傾角和煤層厚度情況，及時后退掘進機臥底下山施工。

（6）如果工作面斷層情況因比較復雜而導致很難準確判斷，則應繼續施工探眼判斷斷層具體情況，或按原施工方案繼續施工每隔5m的距離進行邊探邊掘。

（7）巷道施工過斷層期間，應嚴格控制巷道施工腰線，嚴格按照過斷層施工措施規定的坡度施工，嚴禁擅自改變施工坡度。

5 結論

在煤巷掘進斷層的施工過程中，為更好地維護和支護巷道，就必須采取有效措施增大斷層和下巷道之間的夾角，縮小對巷道影響的范圍，充分發揮巷道頂板的支撐作用。在掘進過斷層的施工中，及時改變巷道施工坡度或者采用后退臥底法和后退挑頂法，大大降低了過斷層期間半煤巖或者全巖的施工工程量，提高了出煤率。管理措施必須貫穿于掘進施工的全過程，以確保施工進程的安全和高效。

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TD82[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-372-1